專利名稱:基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，特別涉及一種基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)智能數(shù)字儀表的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，汽車(chē)數(shù)字儀表所需要采集的信息量比較多，各種車(chē)型的信息參數(shù)又差別較大，這些問(wèn)題的存在給儀表的實(shí)車(chē)測(cè)試和參數(shù)標(biāo)定帶來(lái)了困難。
公開(kāi)號(hào)是CN101509948，其
公開(kāi)日是2009年8月19日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種汽車(chē)電子TVS(Test and Verification)測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。該系統(tǒng)包括負(fù)責(zé)測(cè)試待測(cè)件的PXI硬件平臺(tái)裝置；用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試和分析的信息處理裝置；用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)引入的接口箱；負(fù)責(zé)給PXI硬件平臺(tái)裝置及待測(cè)件提供電源的電源系統(tǒng)；用來(lái)保存測(cè)試數(shù)據(jù)并提供遠(yuǎn)程測(cè)試數(shù)據(jù)查詢的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，以及任意可以通過(guò)因特網(wǎng)連接上述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)查詢的計(jì)算機(jī)。該汽車(chē)電子TVS(Test andVerification)測(cè)試系統(tǒng)只能完成對(duì)汽車(chē)電子產(chǎn)品的通用測(cè)試，而不能針對(duì)汽車(chē)數(shù)字儀表的特點(diǎn)及其測(cè)試條件進(jìn)行專業(yè)測(cè)試。因此，當(dāng)前急需開(kāi)發(fā)出一種針對(duì)汽車(chē)數(shù)字儀表的專用測(cè)試系統(tǒng)

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，為了使本測(cè)試系統(tǒng)具有快速有效的各項(xiàng)測(cè)試功能，能夠模擬產(chǎn)生汽車(chē)上的各種參數(shù)信息，快速對(duì)所設(shè)計(jì)的汽車(chē)數(shù)字儀表進(jìn)行全面的測(cè)試，節(jié)約臺(tái)架或?qū)嵻?chē)測(cè)試時(shí)間，降低測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)，本系統(tǒng)利用美國(guó)國(guó)家儀器(NI)有限公司的軟硬件系列產(chǎn)品和一塊自行研發(fā)的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡，根據(jù)汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試所需要的各種模擬、數(shù)字、開(kāi)關(guān)、CAN等各種信號(hào)參數(shù)，采用NI的PXI板卡和數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡連接硬件電路，在此硬件基礎(chǔ)上，通過(guò)LabVIEW(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench縮寫(xiě))圖形化程式編譯平臺(tái)對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，最終提供一個(gè)完整的汽車(chē)智能數(shù)字儀表的測(cè)試方案。本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)提供了針對(duì)汽車(chē)數(shù)字儀表的專用測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)，適合具備CAN接口和不具備CAN接口的數(shù)字儀表，同時(shí)可以根據(jù)CAN通信協(xié)議對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定設(shè)置?？梢苑帜K對(duì)數(shù)字儀表的車(chē)速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表以及開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行模塊測(cè)試，也可以對(duì)數(shù)字儀表進(jìn)行集成測(cè)試。數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡采用基于循環(huán)隊(duì)列的數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)保障了串行接口和CAN接口之間數(shù)據(jù)交換的可靠性。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是該系統(tǒng)包括(1)負(fù)責(zé)測(cè)試被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表的LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)和PXI硬件平臺(tái)；所述PXI硬件平臺(tái)包括用于定時(shí)器和計(jì)時(shí)器的PXI-6624板卡、用于數(shù)字輸入和輸出的PXI-6528板卡、用于模擬信號(hào)輸出的PXI6713板卡；上述PXI-6624、PXI-6528和PXI6713板卡通過(guò)PXI插槽與控制器主板連接，并通過(guò)信號(hào)連接器與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表相連；(2)車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊和開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊；車(chē)速表測(cè)試模塊控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter0通道控制車(chē)速表的脈沖信號(hào)輸出通道；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter1通道控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)輸出通道；燃油表測(cè)試模塊控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO0通道控制燃油表的模擬信號(hào)幅值；水溫表測(cè)試模塊控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO1通道控制水溫表的模擬信號(hào)幅值；開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊控制PXI-8528板卡的數(shù)字輸出，利用PXI-8528板卡的數(shù)字I/O輸出通道進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；(3)用來(lái)對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行測(cè)試和標(biāo)定，以測(cè)試通信協(xié)議和標(biāo)定協(xié)議用戶自定義的CAN通信測(cè)試模塊，所述CAN通信測(cè)試模塊采用CAN通信協(xié)議，通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡輸出CAN信號(hào)，CAN信號(hào)直接與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；(4)用來(lái)對(duì)被測(cè)儀表進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，并實(shí)現(xiàn)控制器串行口接口與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表CAN接口之間數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡；所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡控制串口到CAN接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及CAN接口到串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡采用緩沖機(jī)制；(5)負(fù)責(zé)給上述PXI硬件平臺(tái)和被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表供電的電源系統(tǒng)。
在帶有LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)中，包括主界面模塊及上述各個(gè)功能測(cè)試模塊；主界面模塊建立有模擬汽車(chē)儀表板的顯示界面，該顯示界面的顯示內(nèi)容包括車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報(bào)警和開(kāi)關(guān)信號(hào)信息顯示并設(shè)置有車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊、開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊、CAN通信測(cè)試模塊以及參數(shù)設(shè)置模塊的切換按鍵，通過(guò)選擇按鍵切換到單個(gè)測(cè)試項(xiàng)目；
上述汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試的方法包括以下步驟
(1)初始化PXI硬件平臺(tái)各通道及通道參數(shù)設(shè)置；
(2)通過(guò)切換按鍵選擇下述幾種功能之一車(chē)速表功能測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表功能測(cè)試測(cè)、燃油表功能測(cè)試、水溫表功能測(cè)試、開(kāi)關(guān)量功能測(cè)試或數(shù)據(jù)通信；
(3)若選定除數(shù)據(jù)通信之外的其他功能，則控制器啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)試模塊，設(shè)置參數(shù)后，選擇自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試模式；
(4)完成相應(yīng)功能的測(cè)試。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的有益效果是
(1)通過(guò)構(gòu)建基于PXI的硬件測(cè)試平臺(tái)，提供汽車(chē)數(shù)字儀表所需要的模擬信號(hào)、脈沖信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)以及CAN總線信號(hào)，可以模擬與數(shù)字儀表相關(guān)的車(chē)輛信號(hào)；
(2)基于LABView軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)儀表的各個(gè)被測(cè)單元進(jìn)行模塊測(cè)試，即，能夠分模塊對(duì)汽車(chē)數(shù)字儀表的車(chē)速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表以及開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試；
(3)各模塊單元測(cè)試流程設(shè)計(jì)，根據(jù)各個(gè)模塊單元的特點(diǎn)，設(shè)置特征參數(shù)和報(bào)警門(mén)限參數(shù)，用戶可以通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)的方式，對(duì)模塊單元進(jìn)行測(cè)試，，并能夠輸出報(bào)警信息。。
(4)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡的開(kāi)發(fā)，滿足了串行接口和CAN總線接口之間的數(shù)據(jù)交換功能，可以對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定設(shè)置，即對(duì)數(shù)字儀表各模塊單元的特征參數(shù)進(jìn)行在線、離線標(biāo)定以及故障診斷功能。
(5)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡的數(shù)據(jù)交換，基于循環(huán)隊(duì)列的數(shù)據(jù)緩沖機(jī)制的設(shè)計(jì)，保證了串行接口和CAN總線接口之間安全可靠的數(shù)據(jù)通信，避免了由于兩者通信速率不同而引起的數(shù)據(jù)丟失情況。
(6)針對(duì)CAN總線接口的數(shù)字儀表設(shè)計(jì)了測(cè)試通信協(xié)議，從而可以對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行CAN通信測(cè)試。
本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，不僅可以滿足汽車(chē)數(shù)字儀表臺(tái)架試驗(yàn)的要求，而且在此基礎(chǔ)之上，還可以二次開(kāi)發(fā)基于CAN總線的車(chē)輛ECU的標(biāo)定、測(cè)量及診斷系統(tǒng)。



圖1儀表測(cè)試系統(tǒng)硬件功能框圖；
圖2儀表測(cè)試平臺(tái)總體功能框圖；
圖3是本發(fā)明中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡功能框圖；
圖4-1是本發(fā)明中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡電路原理圖；
圖4-2是圖4-1中I部分所示串口收發(fā)電路圖；
圖4-3是圖4-1中II部分所示主控CPU以及外圍晶振、復(fù)位電路圖；
圖4-4是圖4-1中III部分所示電路供電圖和CAN接口收發(fā)電路圖；
圖5是本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)總體控制流程圖；
圖6是本發(fā)明中車(chē)速測(cè)試模塊控制流程圖；
圖7是本發(fā)明中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊控制流程圖；
圖8是本發(fā)明中燃油表測(cè)試模塊控制流程圖；
圖9是本發(fā)明中水溫表測(cè)試模塊控制流程圖；
圖10是本發(fā)明中數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡控制流程圖；
圖11是本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)主界面前面板布局示意圖；
圖12是本發(fā)明中各模塊測(cè)試狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；
圖13是本發(fā)明中儀表測(cè)試參數(shù)設(shè)定CAN協(xié)議界面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
本發(fā)明汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)是一種基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，其開(kāi)發(fā)要求針對(duì)不同的車(chē)型，能夠模擬產(chǎn)生出儀表所需的各種采集信號(hào)信息，并且能夠通過(guò)CAN接口與被測(cè)儀表進(jìn)行通信。
本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)包括以下主要功能。
1.車(chē)速里程表的脈沖信號(hào)模擬產(chǎn)生；
2.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)模擬產(chǎn)生；
3.車(chē)輛燃油表信號(hào)模擬產(chǎn)生；
4.車(chē)輛水溫表信號(hào)模擬產(chǎn)生；
5.各種車(chē)燈、車(chē)窗、車(chē)門(mén)等車(chē)身開(kāi)關(guān)信號(hào)模擬產(chǎn)生；
6.汽車(chē)數(shù)字儀表具有CAN通信接口，作為一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，可以與車(chē)上CAN網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的硬件如圖1所示，主要包括主控制器、PXI板卡、信號(hào)連接器、數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡、供電電源以及被測(cè)試儀表等主要部分。汽車(chē)數(shù)字儀表的里程表和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表需要采集的是數(shù)字脈沖信號(hào)，不同的車(chē)型由于采用的傳感器不同，所輸出的脈沖信號(hào)高電平從3V-12V不等，為了能夠測(cè)試設(shè)計(jì)儀表的信號(hào)范圍適用性，采用PXI-6624板卡，配合外部供電電路，產(chǎn)生儀表所需采集的數(shù)字脈沖信號(hào)。PXI-6624是工業(yè)級(jí)隔離的32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器PXI接口板卡，具有8路隔離的通道，我們采用Couter0和Counter1作為車(chē)速表和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)提供通道。燃油表和水溫表采集的是模擬信號(hào)，PXI-6233能夠輸出4路10V模擬電平信號(hào)，PXI-6713能夠輸出8路10V模擬電平信號(hào)，我們選擇PXI-6713的2個(gè)模擬輸出通道作為燃油表和水溫表的模擬信號(hào)提供通道。由于儀表上的開(kāi)關(guān)量信號(hào)比較多，他們之間產(chǎn)生的干擾隨著也比較大，我們選用PXI-8528對(duì)儀表的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，PXI-6528是高速隔離的數(shù)字I/O通道，輸入和輸出通道分別獨(dú)立，有效的抑制了信號(hào)之間的干擾。
儀表參數(shù)的標(biāo)定以及作為CAN節(jié)點(diǎn)與車(chē)上其他CAN節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，采用一塊數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡來(lái)完成，該轉(zhuǎn)換卡的主要功能是完成串口信號(hào)與CAN信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換功能，其目的一是節(jié)約成本，二是考慮到大多數(shù)臺(tái)式機(jī)或筆記本沒(méi)有CAN接口。通過(guò)該轉(zhuǎn)換卡對(duì)被控汽車(chē)數(shù)字儀表的特征參數(shù)，如車(chē)輛的特征系數(shù)、傳感器的傳感系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)的速比以及儀表的一些標(biāo)定參數(shù)等進(jìn)行設(shè)定。由于目標(biāo)車(chē)型不確定，儀表的一些特征參數(shù)需要實(shí)車(chē)測(cè)試才能最后標(biāo)定，所以該轉(zhuǎn)換卡可作為以后儀表參數(shù)標(biāo)定使用。圖3示出了數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡的功能框圖，該數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡的功能是完成串行接口與CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換；對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定設(shè)置；與具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
圖4-1示出了上述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡的整體電路原理圖，所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡包括電源模塊、復(fù)位電路、晶振、主控CPU、串口收發(fā)電路和CAN接口收發(fā)電路。
為了清楚的表達(dá)圖4-1中的細(xì)節(jié)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡的整體電路圖分解為三個(gè)局部電路的放大圖，即串口收發(fā)電路圖、主控CPU以及外圍晶振和復(fù)位電路圖、電路供電圖和CAN接口收發(fā)電路圖。
圖4-3示出了上述主控CPU以及外圍晶振、復(fù)位電路圖、調(diào)試接口電路，其電路構(gòu)成是主控制器采用MC68HC908GZ16芯片；晶振電路采用4Mhz晶振、兩個(gè)22p匹配電容以及并聯(lián)1M歐姆電阻組成；復(fù)位電路由上拉到5V的電阻和接地開(kāi)關(guān)組成。MC68HC908GZ16芯片的/RST引腳上保持一定時(shí)間的低電平即可復(fù)位主控制器。調(diào)試接口電路BDM的4腳、6腳、8腳、10腳、12腳、14腳、16腳分別與MC68HC908GZ16芯片的調(diào)試接口引腳相連。調(diào)試接口主要用來(lái)調(diào)試程序和下載程序。
圖4-2示出了上述串口收發(fā)電路圖，該電路由串口收發(fā)芯片MAX232以及外圍匹配電容組成。其中，MAX232芯片的第13腳和接插件XSI的引腳2(DB-9串口的引腳2)相連，用來(lái)發(fā)送由主控CPU傳來(lái)的數(shù)據(jù)；MAX232芯片的第14腳和接插件XSI的引腳1(DB-9串口的引腳3)相連，用來(lái)接收外部串口發(fā)往主控CPU的數(shù)據(jù)。MAX232芯片的第11腳與主控制器的Txd腳相連，MAX232芯片接收主控CPU的Txd引腳發(fā)送的TTL電平數(shù)據(jù)；MAX232芯片的第12腳與主控制器的Rxd腳相連，MAX232芯片將TTL電平數(shù)據(jù)發(fā)送到住控制器的Rxd引腳。五個(gè)電容C1、C2、C3、C4、C5為芯片MAX232的匹配電容，其中電容C3為芯片電源濾波電容，電容C1、C2、C4、C5起升壓濾波作用。該串口收發(fā)電路可以滿足主控CPU串口的TTL電平與外接串行接口RS232電平之間的電平轉(zhuǎn)換。
圖4-4示出了該數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡電源模塊圖和CAN接口收發(fā)電路圖，其電路構(gòu)成是電源模塊由三端集成穩(wěn)壓芯片78L05、多個(gè)外圍匹配電容C14、C15、C16、C17、二極管VD3、下拉電阻R15及發(fā)光二極管組成。其中二極管VD3的作用是防止電源反接，下拉電阻和發(fā)光二極管起電源指示作用，兩個(gè)電容C14、C16過(guò)濾高頻信號(hào)，兩個(gè)極性電容C15、C17過(guò)濾低頻信號(hào)。CAN接口收發(fā)電路由CAN收發(fā)器芯片TJA1054CT及外圍匹配電路組成，其中五個(gè)限流電阻R6、R7、R8、R9、R10保護(hù)主控CPU接口，兩個(gè)限流電阻R13、R14保護(hù)CAN接口、兩個(gè)電阻R11和R12主要起總線電阻匹配和改變總線驅(qū)動(dòng)能力的作用。該電路可以滿足主控CPU的CAN接口與外設(shè)CAN接口之間的電平轉(zhuǎn)換。
如圖2所示，本汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)是基于NI公司的LabVIEW 8.20平臺(tái)，采用LabVIEW的圖形化程序語(yǔ)言，提供一種很直觀的方法建立人機(jī)對(duì)話界面和程序流程。本發(fā)明數(shù)字測(cè)試系統(tǒng)考慮到汽車(chē)數(shù)字儀表整體功能測(cè)試和模塊功能測(cè)試的需要，整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)主要包括主界面模塊和各個(gè)功能測(cè)試模塊，根據(jù)信號(hào)類(lèi)型將儀表功能測(cè)試分為車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊、開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊(開(kāi)關(guān)量所代表的意義可以用戶自定義)、CAN通信測(cè)試模塊以及參數(shù)設(shè)置模塊等主要功能模塊。
如圖11所示，本發(fā)明汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試平臺(tái)左側(cè)是各種模塊功能測(cè)試的切換按鍵，可以切換到單個(gè)功能模塊的測(cè)試項(xiàng)目。主界面右側(cè)模擬汽車(chē)儀表板的顯示界面，如車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報(bào)警和開(kāi)關(guān)信號(hào)等信息顯示。在進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，工作人員通過(guò)主界面即可觀測(cè)到儀表測(cè)試的整體功能，然后選擇按鍵可以切換到具體的模塊測(cè)試界面.
如圖5所示，測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)始工作之前，首先進(jìn)行初始化操作，進(jìn)行定時(shí)器通道選擇及參數(shù)設(shè)置，其中PXI6624的Counter0作為車(chē)速表的脈沖信號(hào)輸出通道，PXI6624的Counter1作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)輸出通道。PXI6713的AO0作為燃油表的模擬信號(hào)輸出通道，PXI6713的AO1作為水溫表的模擬信號(hào)輸出通道，開(kāi)關(guān)量信號(hào)由PXI8528的數(shù)字I/O輸出通道提供。參數(shù)設(shè)置包括特征系數(shù)、傳感系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)速比系數(shù)以及信號(hào)幅值、量程、步長(zhǎng)等參數(shù)。所有模塊測(cè)試之前，首先需要對(duì)該模塊的參數(shù)進(jìn)行初始化，如進(jìn)行特征系數(shù)、傳感系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)速比、超速門(mén)限、燃油門(mén)限、水溫門(mén)限以及測(cè)量范圍等參數(shù)的設(shè)置。
本發(fā)明基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的主流程如下
如圖5所示，在帶有LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)中，包括主界面模塊及上述各個(gè)功能測(cè)試模塊；
主界面模塊建立有模擬汽車(chē)儀表板的顯示界面，該顯示界面的顯示內(nèi)容包括車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報(bào)警和開(kāi)關(guān)信號(hào)信息顯示并設(shè)置有車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊、開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊、CAN通信測(cè)試模塊以及參數(shù)設(shè)置模塊的切換按鍵，通過(guò)選擇按鍵切換到單個(gè)測(cè)試項(xiàng)目；
上述汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試的方法包括以下步驟
(1)初始化PXI硬件平臺(tái)各通道及通道參數(shù)設(shè)置；
(2)通過(guò)切換按鍵選擇下述幾種功能之一
(2-1)車(chē)速表功能測(cè)試；
(2-2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表功能測(cè)試測(cè)；
(2-3)燃油表功能測(cè)試；
(2-4)水溫表功能測(cè)試；
(2-5)開(kāi)關(guān)量功能測(cè)試；
(2-6)數(shù)據(jù)通信；
(3)若選定上述(2-1)至(2-5)中任一功能，控制器啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)試模塊，設(shè)置參數(shù)后，選擇自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試模式；
其中如圖6、圖7、圖8和圖9所示，
在自動(dòng)測(cè)試模式下，
設(shè)定控制參數(shù)的初值、終值以及步長(zhǎng)，系統(tǒng)從控制參數(shù)的初值開(kāi)始，步長(zhǎng)遞增并輸出控制信號(hào)，
當(dāng)大于控制參數(shù)門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；
當(dāng)步長(zhǎng)增加到控制參數(shù)終值時(shí)，步長(zhǎng)開(kāi)始遞減并輸出控制信號(hào)；
當(dāng)小于控制參數(shù)門(mén)限時(shí)，取消報(bào)警；
然后，步長(zhǎng)繼續(xù)遞減，當(dāng)控制參數(shù)遞減到初值時(shí)，即完成一個(gè)測(cè)試循環(huán)；
在測(cè)試的過(guò)程中，如果接收到終止測(cè)試命令，則結(jié)束本次測(cè)試過(guò)程；在手動(dòng)測(cè)試模式下
通過(guò)獲取主界面模塊中控制面板上的參數(shù)位置信號(hào)，輸出參數(shù)的控制信號(hào)，
當(dāng)參數(shù)數(shù)值大于參數(shù)設(shè)置門(mén)限值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；
當(dāng)參數(shù)數(shù)值小于參數(shù)設(shè)置門(mén)限值時(shí)，取消報(bào)警；
當(dāng)接收到終止測(cè)試命令，則結(jié)束本次測(cè)試過(guò)程；
若選定上述(2-6)功能，利用數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡在控制器與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表之間實(shí)現(xiàn)串行接口與CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換；
圖12示出了上述步驟(3)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
就利用本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)分別對(duì)車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表和水溫表進(jìn)行測(cè)試描述如下
車(chē)速表測(cè)試車(chē)速表的測(cè)試需要預(yù)先了解設(shè)定目標(biāo)車(chē)型的特征參數(shù)，如車(chē)輛特征系數(shù)、車(chē)速傳感器的傳感系數(shù)等，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡(CAN總線信號(hào))將特征參數(shù)下載到被測(cè)儀表，按照測(cè)試要求產(chǎn)生脈沖信號(hào)，信號(hào)的幅值、頻率可以通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，車(chē)速信號(hào)具備超速報(bào)警提示功能，根據(jù)設(shè)定的超速門(mén)限值，高于該門(mén)限值時(shí)，通過(guò)主界面前面板上的超速報(bào)警燈閃爍提示。測(cè)試過(guò)程也可以手動(dòng)/自動(dòng)進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果存檔以備查詢。車(chē)速表測(cè)試模塊的設(shè)計(jì)采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)模式，如圖12所示，主要分為開(kāi)始、獲取參數(shù)、手動(dòng)/自動(dòng)選擇、采集(手動(dòng))、檢查時(shí)間(自動(dòng))、輸出信號(hào)和停止等狀態(tài)。其中參數(shù)的獲取主要是獲取前面板上特征系數(shù)和傳感系數(shù)的參數(shù)值，通常，這兩個(gè)值在儀表參數(shù)標(biāo)定的時(shí)候需要在線修改。檢查時(shí)間是指按照程序規(guī)定的時(shí)間輸出規(guī)定的信號(hào)，本系統(tǒng)中采取‘V’模式階梯狀的車(chē)速變化趨勢(shì)對(duì)儀表進(jìn)行測(cè)試，圖6所示即為上述“V”模式。即從初值逐步遞增到終值，再?gòu)慕K止遞減到初值，完成一個(gè)測(cè)試循環(huán)。
如圖6所示，車(chē)速表測(cè)試是控制板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter0通道控制車(chē)速表的脈沖信號(hào)輸出通道。測(cè)試之前需要設(shè)置好車(chē)速脈沖信號(hào)的幅值、特征系數(shù)、傳感系數(shù)、車(chē)速表的量程、車(chē)速表的報(bào)警門(mén)限值及速度步長(zhǎng)，然后選擇手動(dòng)測(cè)試或自動(dòng)測(cè)試。車(chē)速表的測(cè)試范圍為0～250km/h。報(bào)警門(mén)限可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。手動(dòng)測(cè)試根據(jù)車(chē)速旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行控制，當(dāng)速度高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)超速報(bào)警，當(dāng)速度低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消超速報(bào)警。自動(dòng)測(cè)試對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率從量程初值到滿量程，再?gòu)臐M量程到量程初值，在步長(zhǎng)的控制下循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)速度高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)超速報(bào)警，當(dāng)速度低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消超速報(bào)警。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊類(lèi)似于車(chē)速表測(cè)試模塊，區(qū)別在于它的特征參數(shù)不同，根據(jù)特定車(chē)型的情況，通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡(CAN總線信號(hào))將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比下載到被測(cè)儀表，然后對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
如圖7所示，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試是控制板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter1通道控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)輸出通道。測(cè)試之前需要設(shè)置好轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的幅值、發(fā)動(dòng)機(jī)速比系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的量程、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的報(bào)警門(mén)限值及轉(zhuǎn)速步長(zhǎng)，然后選擇手動(dòng)測(cè)試或自動(dòng)測(cè)試。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的測(cè)試范圍為0～8000rpm。報(bào)警門(mén)限可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。手動(dòng)測(cè)試根據(jù)轉(zhuǎn)速旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速報(bào)警，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消轉(zhuǎn)速報(bào)警。自動(dòng)測(cè)試對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率從量程初值到滿量程，再?gòu)臐M量程到量程初值，在步長(zhǎng)的控制下循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速報(bào)警，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消轉(zhuǎn)速報(bào)警。
燃油表測(cè)試燃油表的測(cè)試需要預(yù)先設(shè)定目標(biāo)車(chē)型的燃油測(cè)試范圍以及燃油門(mén)限報(bào)警值，通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡(CAN總線信號(hào))將參數(shù)值下載到被測(cè)儀表，然后按照測(cè)試要求開(kāi)始測(cè)試跟據(jù)設(shè)定的燃油門(mén)限值，低于該門(mén)限值時(shí)，通過(guò)主界面前面板上的燃油報(bào)警燈閃爍提示。測(cè)試過(guò)程可以手動(dòng)/自動(dòng)進(jìn)行。燃油表的測(cè)試采用狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)模式，主要分為開(kāi)始、獲取參數(shù)、手動(dòng)/自動(dòng)、采集、檢查報(bào)警、輸出信號(hào)等狀態(tài)。水溫表的測(cè)試的同燃油表，在此不再贅述。
如圖8所示，燃油表測(cè)試是控制板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO0通道控制燃油表的模擬信號(hào)幅值。測(cè)試之前需要設(shè)置好燃油表的量程及燃油表的報(bào)警門(mén)限值，然后選擇手動(dòng)測(cè)試或自動(dòng)測(cè)試。燃油表的測(cè)試范圍為0～1(0表示燃油空，1表示燃油滿)。報(bào)警門(mén)限可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。手動(dòng)測(cè)試根據(jù)燃油旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行控制，當(dāng)燃油低于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)燃油報(bào)警，當(dāng)燃油高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消燃油報(bào)警。自動(dòng)測(cè)試對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行從0(空)到1(滿)，再?gòu)?(滿)到0(空)，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)燃油低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)燃油報(bào)警，當(dāng)燃油高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消燃油報(bào)警。
水溫表測(cè)試如圖9所示，水溫表測(cè)試是控制板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO1通道控制水溫表的模擬信號(hào)幅值。測(cè)試之前需要設(shè)置好水溫表量程及水溫表的報(bào)警門(mén)限值，然后選擇手動(dòng)測(cè)試或自動(dòng)測(cè)試。水溫表的測(cè)試范圍為0℃～100℃，報(bào)警門(mén)限可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。手動(dòng)測(cè)試根據(jù)水溫旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行控制，當(dāng)水溫高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)水溫報(bào)警，當(dāng)水溫低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消水溫報(bào)警。自動(dòng)測(cè)試對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行從0℃到100℃，再?gòu)?00℃到0℃，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)水溫高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)水溫報(bào)警，當(dāng)水溫低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消水溫報(bào)警。
利用本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡完成數(shù)據(jù)通信的過(guò)程是如圖10所示，數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡主要實(shí)現(xiàn)串行口接口與CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換。
數(shù)據(jù)通信的處理涉及到串口到CAN接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及CAN接口到串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。為了防止因串口和CAN接口之間數(shù)據(jù)通信速率不同而造成的數(shù)據(jù)丟失，增加了數(shù)據(jù)緩沖單元，從串口或CAN接口接收到的數(shù)據(jù)首先進(jìn)入數(shù)據(jù)緩沖單元，然后再根據(jù)先進(jìn)先出的原則傳送到數(shù)據(jù)通信的另一端。數(shù)據(jù)緩沖單元為一塊內(nèi)存空間，內(nèi)存大小取決于數(shù)據(jù)通信雙方(CAN接口和串口)的數(shù)據(jù)流量和雙方的通信速率差，緩沖機(jī)制采用循環(huán)隊(duì)列算法實(shí)現(xiàn)。
如圖13所示，數(shù)據(jù)通信采用CAN協(xié)議，鑒于成本方面的考慮，在LabVIEW上對(duì)串口進(jìn)行操作，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡輸出CAN信號(hào)，CAN信號(hào)直接與被測(cè)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此，需要定義一個(gè)簡(jiǎn)單的CAN通信協(xié)議。測(cè)試系統(tǒng)作為CAN網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)ID號(hào)可以根據(jù)需求自行設(shè)定，數(shù)據(jù)區(qū)域由命令字、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)、校驗(yàn)位組成。通過(guò)前面板人機(jī)對(duì)話界面設(shè)定CAN通信簡(jiǎn)單協(xié)議。表1示出了參數(shù)標(biāo)定設(shè)置數(shù)據(jù)通信協(xié)議，表2示出了汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)CAN通信協(xié)議。
數(shù)字儀表的集成測(cè)試主要針對(duì)帶CAN總線接口的數(shù)字儀表的測(cè)試，其測(cè)試過(guò)程如下
首先，通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡對(duì)數(shù)字儀表的特征參數(shù)如特征系數(shù)、傳感系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)速比、超速門(mén)限、燃油報(bào)警門(mén)限、水溫報(bào)警門(mén)限等參數(shù)按照表一的通信協(xié)議進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定；
然后，按照表2的通信協(xié)議給被測(cè)儀表發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)文，測(cè)試過(guò)程可以自動(dòng)操作或手動(dòng)操作。自動(dòng)操作即根據(jù)事先規(guī)定的測(cè)試數(shù)據(jù)序列向被測(cè)儀表周期性的發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)文。手動(dòng)操作即根據(jù)表2的參數(shù)信息內(nèi)容通過(guò)操作界面修改各個(gè)參數(shù)，一次發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)文給被測(cè)儀表。如果被測(cè)儀表發(fā)生錯(cuò)誤信息，則通過(guò)CAN總線向測(cè)試主機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤報(bào)文，以便記錄存檔。
表1參數(shù)標(biāo)定設(shè)置數(shù)據(jù)通信協(xié)議


表2汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)CAN通信協(xié)議
CAN數(shù)據(jù)幀



Note
1指示燈

2故障報(bào)警

3背光

4擋位

綜上所述，采用NI的系列PXI板卡以及靈活方便的LabVIEW軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)出的用于汽車(chē)數(shù)字儀表產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、測(cè)試、評(píng)估等多功能于一體的本發(fā)明汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)實(shí)際儀表的測(cè)試(上述表1和表2即可說(shuō)明測(cè)試數(shù)據(jù)內(nèi)容)，結(jié)果表明本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的完成對(duì)被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表的各項(xiàng)功能測(cè)試，并且該系統(tǒng)具備可擴(kuò)展性，可以很方便的移植到其他產(chǎn)品的測(cè)試方案中，為后續(xù)汽車(chē)電子產(chǎn)品的研發(fā)積累了測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。
盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，
包括
——負(fù)責(zé)測(cè)試被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表的LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)和PXI硬件平臺(tái)；所述PXI硬件平臺(tái)包括用于定時(shí)器和計(jì)時(shí)器的PXI-6624板卡、用于數(shù)字輸入和輸出的PXI-6528板卡、用于模擬信號(hào)輸出的PXI6713板卡；上述PXI-6624、PXI-6528和PXI6713板卡通過(guò)PXI插槽與控制器主板連接，并通過(guò)信號(hào)連接器與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表相連；
——車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊和開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊；
車(chē)速表測(cè)試模塊控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter0通道控制車(chē)速表的脈沖信號(hào)輸出輸出；
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter1通道控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)輸出；
燃油表測(cè)試模塊控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO0通道控制燃油表的模擬信號(hào)輸出；
水溫表測(cè)試模塊控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO1通道控制水溫表的模擬信號(hào)輸出；
開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊控制PXI-8528板卡的數(shù)字信號(hào)輸出，利用PXI-8528板卡的數(shù)字I/O輸出通道進(jìn)行信號(hào)參數(shù)設(shè)置；
——CAN通信測(cè)試模塊，用來(lái)對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行測(cè)試和標(biāo)定，所述CAN通信測(cè)試模塊采用自定義CAN通信協(xié)議，通過(guò)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡直接與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
——用來(lái)對(duì)被測(cè)儀表進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，并實(shí)現(xiàn)控制器串行口接口與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表CAN接口之間數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡；所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡控制串口到CAN接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及CAN接口到串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡采用基于循環(huán)隊(duì)列的緩沖機(jī)制；
——負(fù)責(zé)給上述PXI硬件平臺(tái)和被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表供電的電源系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，
所述數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡包括電源模塊、復(fù)位電路、晶振、主控CPU、串口收發(fā)電路和CAN接口收發(fā)電路；
所述電源模塊由三端集成穩(wěn)壓芯片78L05、多個(gè)外圍匹配電容C14、C15、C16、C17、二極管VD3、下拉電阻R15及發(fā)光二極管組成；其中二極管VD3的作用是防止電源反接，下拉電阻和發(fā)光二極管起電源指示作用，兩個(gè)電容C14、C16過(guò)濾高頻信號(hào)，兩個(gè)用來(lái)過(guò)濾低頻信號(hào)的極性電容C15、C17；
所述主控CPU采用MC68HC908GZ16芯片；所述晶振電路由4Mhz晶振、兩個(gè)22p匹配電容以及并聯(lián)1M歐姆電阻組成；所述復(fù)位電路由上拉到5V的電阻和接地開(kāi)關(guān)組成；MC68HC908GZ16芯片的/RST引腳上保持一定時(shí)間的低電平即可復(fù)位主控制器；用來(lái)調(diào)試程序和下載程序的調(diào)試接口電路BDM的4腳、6腳、8腳、10腳、12腳、14腳、16腳分別與MC68HC908GZ16芯片的調(diào)試接口引腳相連；
所述串口收發(fā)電路由串口收發(fā)芯片MAX232以及外圍匹配電容組成；其中，MAX232芯片的第13腳和接插件XSI的引腳2相連，用來(lái)發(fā)送由主控CPU傳來(lái)的數(shù)據(jù)；MAX232芯片的第14腳和接插件XSI的引腳1相連，用來(lái)接收外部串口發(fā)往主控CPU的數(shù)據(jù)；MAX232芯片的第11腳與主控制器的Txd腳相連，MAX232芯片接收主控CPU的Txd引腳發(fā)送的TTL電平數(shù)據(jù)；MAX232芯片的第12腳與主控制器的Rxd腳相連，MAX232芯片將TTL電平數(shù)據(jù)發(fā)送到住控制器的Rxd引腳；五個(gè)電容C1、C2、C3、C4、C5為芯片MAX232的匹配電容，其中電容C3為芯片電源濾波電容，電容C1、C2、C4、C5起升壓濾波作用；該串口收發(fā)電路滿足主控CPU串口的TTL電平與外接串行接口RS232電平之間的電平轉(zhuǎn)換；
所述CAN接口收發(fā)電路由CAN收發(fā)器芯片TJA1054CT及外圍匹配電路組成，其中外圍匹配電路中的五個(gè)限流電阻R6、R7、R8、R9、R10保護(hù)主控CPU接口，兩個(gè)限流電阻R13、R14保護(hù)CAN接口、兩個(gè)電阻R11和R12使總線電阻匹配和改變總線驅(qū)動(dòng)能力；該電路滿足主控CPU的CAN接口與外設(shè)CAN接口之間的電平轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
在帶有LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)中，包括主界面模塊及上述各個(gè)功能測(cè)試模塊；
主界面模塊建立有模擬汽車(chē)儀表板的顯示界面，該顯示界面的顯示內(nèi)容包括車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報(bào)警和開(kāi)關(guān)信號(hào)信息顯示并設(shè)置有車(chē)速表測(cè)試模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試模塊、燃油表測(cè)試模塊、水溫表測(cè)試模塊、開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊、CAN通信測(cè)試模塊以及參數(shù)設(shè)置模塊的切換按鍵，通過(guò)選擇按鍵切換到單個(gè)測(cè)試項(xiàng)目；
上述汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試的方法包括以下步驟
(1)初始化PXI硬件平臺(tái)各通道及通道參數(shù)設(shè)置；
(2)通過(guò)切換按鍵選擇下述幾種功能之一
(2-1)車(chē)速表功能測(cè)試；
(2-2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表功能測(cè)試測(cè)；
(2-3)燃油表功能測(cè)試；
(2-4)水溫表功能測(cè)試；
(2-5)開(kāi)關(guān)量功能測(cè)試；
(2-6)數(shù)據(jù)通信；
(3)若選定上述(2-1)至(2-5)中任一功能，控制器啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)試模塊，設(shè)置參數(shù)后，選擇自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試模式；
在自動(dòng)測(cè)試模式下
設(shè)定控制參數(shù)的初值、終值以及步長(zhǎng)，系統(tǒng)從控制參數(shù)的初值開(kāi)始，步長(zhǎng)遞增并輸出控制信號(hào)，
當(dāng)大于控制參數(shù)門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；
當(dāng)步長(zhǎng)增加到控制參數(shù)終值時(shí)，步長(zhǎng)開(kāi)始遞減并輸出控制信號(hào)；
當(dāng)小于控制參數(shù)門(mén)限時(shí)，取消報(bào)警；
然后，步長(zhǎng)繼續(xù)遞減，當(dāng)控制參數(shù)遞減到初值時(shí)，即完成一個(gè)測(cè)試循環(huán)；
在測(cè)試的過(guò)程中，如果接收到終止測(cè)試命令，則結(jié)束本次測(cè)試過(guò)程；
在手動(dòng)測(cè)試模式下
通過(guò)獲取主界面模塊中控制面板上的參數(shù)位置信號(hào)，輸出參數(shù)的控制信號(hào)，
當(dāng)參數(shù)數(shù)值大于參數(shù)設(shè)置門(mén)限值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警；
當(dāng)參數(shù)數(shù)值小于參數(shù)設(shè)置門(mén)限值時(shí)，取消報(bào)警；
當(dāng)接收到終止測(cè)試命令，則結(jié)束本次測(cè)試過(guò)程；
若選定上述(2-6)功能，利用數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡在控制器與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表之間實(shí)現(xiàn)串行接口與CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換；
(4)完成相應(yīng)功能的測(cè)試。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
所述車(chē)速表功能測(cè)試是控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter0通道控制車(chē)速表的脈沖信號(hào)輸出通道；
測(cè)試之前，設(shè)置車(chē)速脈沖信號(hào)的幅值、特征系數(shù)、傳感系數(shù)、車(chē)速表的量程、車(chē)速表的報(bào)警門(mén)限值及速度步長(zhǎng)；
然后，選擇手動(dòng)或自動(dòng)測(cè)試，其車(chē)速表的測(cè)試范圍為0～250km/h；報(bào)警門(mén)限根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇；
若選擇手動(dòng)測(cè)試，則根據(jù)車(chē)速旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行控制，當(dāng)速度高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)超速報(bào)警，當(dāng)速度低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消超速報(bào)警；
若選擇自動(dòng)測(cè)試，則對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率從量程初值到滿量程，再?gòu)臐M量程到量程初值，在步長(zhǎng)的控制下循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)速度高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)超速報(bào)警，當(dāng)速度低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消超速報(bào)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表測(cè)試是控制PXI-6624板卡輸出的數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的幅值和頻率，利用PXI-6624板卡的Counter1通道控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的脈沖信號(hào)輸出通道；
測(cè)試之前，設(shè)置轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的幅值、發(fā)動(dòng)機(jī)速比系數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的量程、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的報(bào)警門(mén)限值及轉(zhuǎn)速步長(zhǎng)；
然后，選擇手動(dòng)或自動(dòng)測(cè)試，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的測(cè)試范圍為0～8000rpm；報(bào)警門(mén)限根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇；
若選擇手動(dòng)測(cè)試，則根據(jù)轉(zhuǎn)速旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速報(bào)警，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消轉(zhuǎn)速報(bào)警；
若選擇自動(dòng)測(cè)試，對(duì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的頻率從量程初值到滿量程，再?gòu)臐M量程到量程初值，在步長(zhǎng)的控制下循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速報(bào)警，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消轉(zhuǎn)速報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
所述燃油表測(cè)試是控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO0通道控制燃油表的模擬信號(hào)幅值；
測(cè)試之前，設(shè)置燃油表的量程及燃油表的報(bào)警門(mén)限值；
然后，選擇手動(dòng)或自動(dòng)測(cè)試，其燃油表的測(cè)試范圍為0～1，其中，0表示燃油空，1表示燃油滿；報(bào)警門(mén)限根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇；
若選擇手動(dòng)測(cè)試，則根據(jù)燃油旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行控制，當(dāng)燃油低于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)燃油報(bào)警，當(dāng)燃油高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消燃油報(bào)警；
若選擇自動(dòng)測(cè)試，對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行從0到1，再?gòu)?到0，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)燃油低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)燃油報(bào)警，當(dāng)燃油高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消燃油報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
所述水溫表測(cè)試是控制PXI-6713板卡輸出模擬信號(hào)，利用PXI-6713板卡的AO1通道控制水溫表的模擬信號(hào)幅值；
測(cè)試之前，設(shè)置水溫表量程及水溫表的報(bào)警門(mén)限值；
然后，選擇手動(dòng)測(cè)試或自動(dòng)測(cè)試，其水溫表的測(cè)試范圍為0℃～100℃；報(bào)警門(mén)限根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇；
若選擇手動(dòng)測(cè)試，則根據(jù)水溫旋紐開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)旋紐開(kāi)關(guān)位置和比例系數(shù)對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行控制，當(dāng)水溫高于報(bào)警門(mén)限時(shí)啟動(dòng)水溫報(bào)警，當(dāng)水溫低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消水溫報(bào)警；
若選擇自動(dòng)測(cè)試，對(duì)輸出模擬信號(hào)的幅值進(jìn)行從0℃到100℃，再?gòu)?00℃到0℃，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，同時(shí)，當(dāng)水溫高于報(bào)警門(mén)限時(shí)，啟動(dòng)水溫報(bào)警，當(dāng)水溫低于報(bào)警門(mén)限時(shí)，取消水溫報(bào)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3所述基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，
數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換功能是實(shí)現(xiàn)串行口接口與CAN接口之間的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)處理涉及到串口到CAN接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及CAN接口到串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；為了防止因串口和CAN接口之間數(shù)據(jù)通信速率不同而造成的數(shù)據(jù)丟失，采用緩沖機(jī)制，增加數(shù)據(jù)緩沖單元，即從串口或CAN接口接收到的數(shù)據(jù)首先進(jìn)入數(shù)據(jù)緩沖單元，然后再根據(jù)先進(jìn)先出的原則傳送到數(shù)據(jù)通信的另一端。數(shù)據(jù)緩沖單元為一塊內(nèi)存空間，內(nèi)存大小取決于數(shù)據(jù)通信雙方的數(shù)據(jù)流量和雙方的通信速率差，緩沖機(jī)制采用循環(huán)隊(duì)列算法實(shí)現(xiàn)。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于LabVIEW和PXI的汽車(chē)數(shù)字儀表測(cè)試系統(tǒng)，包括負(fù)責(zé)測(cè)試被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表的LabVIEW圖形化程式編譯平臺(tái)和PXI硬件平臺(tái)，其中的相關(guān)板卡與控制器主板連接并通過(guò)信號(hào)連接器與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表相連；車(chē)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表、水溫表和開(kāi)關(guān)量測(cè)試模塊；用來(lái)對(duì)具有CAN接口的數(shù)字儀表進(jìn)行測(cè)試和標(biāo)定，以測(cè)試通信協(xié)議和標(biāo)定協(xié)議用戶自定義的CAN通信測(cè)試模塊；用來(lái)對(duì)被測(cè)儀表進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，并實(shí)現(xiàn)控制器串行口接口與被測(cè)汽車(chē)數(shù)字儀表CAN接口之間數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡；數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換卡采用基于循環(huán)隊(duì)列的緩沖機(jī)制。本系統(tǒng)可以分模塊對(duì)數(shù)字儀表的車(chē)速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表以及開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行模塊測(cè)試，也可以對(duì)數(shù)字儀表進(jìn)行集成測(cè)試。
文檔編號(hào)G06F9/44GKCN101699224SQ200910070858
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年10月19日
發(fā)明者張宏偉, 劉全周, 龔進(jìn)峰, 王旭, 李艷文, 王文揚(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan